Класс окружность в питоне

Описание задачи

Программа получает на вход радиус и вычисляет площадь круга и длину окружности, используя классы.

Решение задачи

1. Получаем от пользователя величину радиуса.
2. Создаем класс и инициализируем его полученным значением.
3. Создаем метод area , который вычисляет площадь круга, и метод perimeter для вычисления длины окружности.
4. Создаем объект этого класса.
5. При помощи созданного объекта вызываем оба его метода для вычисления площади круга и длины окружности.
6. Выводим полученный результат на экран.
7. Конец.

Исходный код

Ниже дан исходный код, который осуществляет нахождение площади круга и длины окружности с использованием классов. Результаты работы программы также даны ниже.

Рисуем геометрические фигуры в Python с помощью Pillow

Модуль ImageDraw из библиотеки обработки изображений Pillow (PIL) предоставляет методы для рисования круга, квадрата и прямой линии в Python.

Содержание статьи

Создание объекта Draw в Python

Используя объекта Image мы создадим фоновое изображение на которой мы будем рисовать наши фигуры при помощи объекта Draw . Не забудьте импортировать модуль Image и ImageDraw в начале кода.

Здесь создается пустое изображение с размером 500 на 300 пикселей и с тёмно желтым фоном.

Рисуем фигуры в Pillow: ellipse, rectangle и line

Вызываем методы рисования из объекта Draw для рисования фигур на нашем желтом фоне.

Рисуем эллипс, прямоугольник и прямую линию в качестве примера.

Справочник по параметрам методов рисования

Даже если, способы рисования отличаются в зависимости от используемого метода, следующие параметры являются общими для всех.

Область рисования — xy

Параметр xy указывает прямоугольную область для рисования новой фигуры.

Уточняется один из следующих форматов:

• (((Верхняя левая x координата, Верхняя левая y координата), (нижняя правая x координата, нижняя правая y координата)) ;
• (Верхняя левая x координата, Верхняя левая y координата, нижняя правая x координата, нижняя правая y координата) .

В методах line() , polygon() и point() используются многочисленные координаты вместо двух точек, представляющих прямоугольную область.

Метод line() рисует прямую линию, которая связывает каждую точку, polygon() рисует многоугольник, а метод point() рисует точку в 1 пиксель для каждой указанной точки.

Параметр fill — заполняем фигуру определенным цветом

Параметр fill указывает какой цвет будет использован для заполнения нашей геометрической формы.

Спецификация формата цвета отличается в зависимости от указанного режима изображения (объект Image ):

• RGB : Указывает значение цвета в форме (R, G, B) ;
• L (Черно-белое): Указывает значение (0-255) как целое число).

Значение по умолчанию None (не заполнено).

Есть три способа указать цвет, возьмем красный цвет, его можно записать так:

• текстовый формат: red;
• CSS формат (Шестнадцатеричный): #FF0000
• RGB: (255, 0, 0)

Стоит учесть тот факт, что текстовый формат не имеет все цвета, кол-во доступных цветов ограничено в коде самой библиотеки. Вот весь список: https://github.com/python-pillow/Pillow/blob/8.1.0/src/PIL/ImageColor.py#L148

Лучше всего использовать шестнадцатеричный формат #FFFFFF (белый).

Параметр outline — цвет границ

Параметр outline указывает на цвет границы фигуры.

Спецификация формата цвета такая же, как и у параметра fill которого мы обсуждали выше. Значение по умолчанию равно None (без границ).

Параметр width — размер границ

Вне зависимости от рисуемой фигуры, вы можете указать размер в пикселях для границы фигуры.

Рисование эллипса и прямоугольника в Python

• Эллипс (Круг): ellipse(xy, fill, outline) ;
• Прямоугольник (Квадрат): rectangle(xy, fill, outline) .

Метод ellipse() рисует эллипс, область рисования указывается в параметр xy . Если мы зададим четыре координата которые будут соответствовать квадрату, то у нас получится ровный круг.

10.1. Теория¶

Объектно-ориентированное программирование — методология (парадигма) программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию наследования. В программе при этом в качестве основных логических конструктивных элементов используются объекты, а не алгоритмы.

До настоящей темы объекты так или иначе использовались в коде, однако сам стиль программирования был императивным (процедурным). Написание программы в исключительно таком стиле вполне возможно, однако с увеличением объема кода и усложнения логики обработки данных, объектно-ориентированный стиль дает значительные преимущества.

10.1.1. Введение ООП¶

10.1.1.1. Проблемы процедурного подхода¶

Написание программы в процедурном стиле в определенный момент приводит к ряду трудноразрешимых проблем.

Предположим, в программе необходимо реализовать работу с некоторым числом окружностей. Минимальные данные, необходимые для создания отдельной окружности, — это координаты ее центра x и y , а также радиус r .

Одним из простых решений является выбор какой-либо структуры данных, например, списка:

Данное решение имеет 3 недостатка:

Неочевидность назначения каждого элемента списка.

Разработчик может подразумевать [x, у, r] или [r, x, y] , кроме того, для обращения к параметру окружности необходимо точно знать его индекс.

«Сгладить» данную проблему могут помочь именованые константы или использование словаря (Листинг 10.1.1 (а) и (б) соответственно).

Отсутствие контроля за значениями.

Даже ликвидация первого недостатка не помешает выполнить, например,

чего не должно быть в принципе.

Такая невозможность выполнить встроенную проверку данных является, возможно, самым негативным аспектом исключительно процедурного подхода.

Малая эффективность использования существующего кода.

Третья проблема возникает в случае, когда встает необходимость одновременно работать не только с окружностями, но и с другими геометрическими фигурами (в т.ч. одним и тем же образом).

Например, для кольца или эллипса, понадобится создать новую структуру данных со схожими характеристиками, во многом дублирующими функциональность окружности (нарисовать себя на экране, передвинуться в точку и т.д.), хотя некоторый код мог бы быть использован повторно.

Для комплексного решения указанных проблем необходим способ, который позволил бы:

логически «упаковать» данные, предоставив удобный интерфейс доступа (не привязанный к конкретной структуре данных);

ограничить круг данных и операций, которые могли бы быть изменены;

повторно использовать написанный код при необходимости.

Это может быть достигнуто путем создания собственного объекта (типа данных) Окружность , используя объектно-ориентированный стиль программирования.

10.1.1.2. Основные понятия и терминология¶

10.1.1.2.1. Объект и черный ящик¶

Объект — любой материальный предмет, который можно встретить в повседневной жизни: дом, телефон, машина, книга и т.д.

Применительно к программированию, объектом можно считать любое нечто, которое можно представить в программе в виде одного элемента, который имеет какие-либо характеристики и умеет что-либо делать. Это позволяет разделять программу (большую и не очень) на связанные, более мелкие элементы, логически взаимодействующие между собой так, как бы они взаимодействовали и в реальной жизни. Данная идея берет свое начало от концепции черного ящика (Рисунок 10.1.1).

Рисунок 10.1.1 — Модель черного ящика ¶

Черный ящик рассматривается как система, принимающая некую «входную информацию» (данные) и возвращающая «выходную информацию» (результаты работы), при этом происходящие в ходе работы системы процессы наблюдателю неизвестны.

В качестве примера такой системы можно рассмотреть планшетный компьютер. Не являясь специалистом, ответить на вопросы «что находится внутри?» или «как оно работает?» практически невозможно. При этом известно, что нажатие на определенные участки экрана («входная информация») позволит запустить приложение, установить будильник на завтрашнее утро и т.д. («выходная информация»). Более того, можно приобрести новый планшет, и, несмотря на то, что его «начинка» может существенно отличаться, скорее всего проблем с его использованием не возникнет, т.к. аналогичные функции являются стандартными для любых планшетов. Так концепция «черного ящика» разделяет понятия «что объект делает?» и «как он это делает?», предоставляя необходимый уровень детализации для изучения и использования объекта.

Цель объектно-ориентированного подхода — основываясь на модели черного ящика, разбить программу (декомпозировать) на достаточное количество классов и модулей, каждый из которых предназначен для выполнения одной четко очерченной задачи, которую будет выполнять отдельный объект.

Плюсы данного подхода заключаются в том, что декомпозиция позволяет:

упростить архитектуру приложения (фактически, сделав ее абстракцией реального мира);

облегчить командную разработку (каждый разработчик занят работой над отдельным объектом кода и при взаимодействии с другими объектами ему нужно знать лишь «что объект делает», без необходимости узнавать «как он это делает»).

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — парадигма программирования, предусматривающая написание программ в рамках объектно-ориентированного подхода.

10.1.1.2.2. Класс и объект, поля и методы¶

В ООП центральными являются понятия класса и объекта:

Класс (англ. Class): абстракция реального мира (обобщенный шаблон), специальный тип данных; класс описывает свойства и методы, которые могут быть доступны у подобных объектов;

Объект (англ. Object) (экземпляр класса, англ. Class Instance): частный случай класса.

Пример разницы между классом и объектом приведена на Рисунке 10.1.2.

Рисунок 10.1.2 — Соотношение класса ( Car ) и конкретных объектов 6 ¶

Каждый класс содержит и описывает поля и методы (Рисунок 10.1.3):

Поле (англ. Data Member / Variable / Field): переменная, привязанная к классу;

Метод (англ. Method): действие (функция), которую можно проводить над классом.

Рисунок 10.1.3 — Примеры классов с данными и методами 7 ¶

Набор полей и методов определяет интерфейс класса — способ взаимодействия с классом произвольного кода программы. Доступ к полям и методам осуществляется через указание объекта, например, в Python, используя точку:

Типичный сценарий написания объектно-ориентированной программы:

Создание одного или нескольких классов (или поиск подходящих существующих).

Создание произвольного количества экземпляров классов (инстанцирование) — объектов.

Изменение полей и вызов методов созданных объектов.

Именно создание экземпляра класса происходит каждый раз при создании списков, словарей и т.д. на основании соответствующего абстрактного типа данных, предусмотренного разработчиками Python.

Как поля так и методы могут иметь разный уровень доступа — область видимости (англ. Scope) (Таблица 10.1.1).

Таблица 10.1.1 — Область видимости полей и методов ¶

Уровень доступа (тип)

Внутри самого класса

Извне (любой код)

Закрытый / приватный (англ. Private)

🌟 Видео